Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 13, No. 4

NEW POLISH RESEARCH VESSEL IMOR Krzysztof Ossowski Maritime Institute in Gdansk 80-830 Gdansk, Poland 41/42 Dáugi Targ Str. tel.:+ 48 58 3011879; email: [email protected] Abstract The r/v IMOR is built as a multi-role shallow water survey and ROV support twin hulls vessel (dedicated for area almost from beach to 200 Nm offshore). She is configured and capable of performing a range of tasks, such as: oceanographic measurements, hydrographic and geophysical operations, bottom and pipeline inspection, others. The vessel can be easily re-configured accordingly to requirements and adaptable solution to varying demands in all subsea surveys. The IMOR offers extremely cost efficient and flexible solution for many subsea tasks, and also will offers the highest standards of safety and technologically advanced systems. The small size, small draught, high relative power and great flexibility of possible applications makes her ideal for work on shallow waters and for preliminary work during offshore projects starting on shore. A most important trump of the investigative unit is first of all the experienced and high qualified crew which chosen is by the Maritime Institute in Gdansk not only from the point of view of general qualifications but also from the point of view of the research experience and the profile of education. Search words: the transport, maritime transport, research of coast zone , research of seabed, the safety

NOWY POLSKI STATEK BADAWCZY IMOR Streszczenie Statek badawczy Instytutu Morskiego w GdaĔsku r/v IMOR jest katamaranem przeznaczonym do badaĔ strefy brzegowej, w tym do obsáugi pojazdu podwodnego. Konstrukcja statku przewiduje wykonywanie przezeĔ wielu zadaĔ, jak pomiary oceanograficzne, hydrograficzne oraz geofizyczne, badania dna i znajdujących siĊ na lub pod nim rurociągów, kabli i innych obiektów. Statek moĪe byü áatwo przystosowany do aktualnych potrzeb, stanowiąc bezpieczne narzĊdzie, speániające róĪne wymagania we wszelkich badaniach podwodnych. IMOR oferuje optymalne kosztowo oraz elastyczne rozwiązanie problemów badaĔ morskich speániając najwyĪsze standardy bezpieczeĔstwa i zapewniając zastosowanie nowoczesnych systemów technicznych. Niewielkie wymiary, maáe zanurzenie, stosunkowo wysoka moc oraz wielka elastycznoĞü zastosowaĔ sprawia, Īe statek jest idealnym Ğrodkiem badaĔ na wodach páytkich oraz do pomiarów przedprojektowych rozpoczynających siĊ na brzegu. NajwaĪniejszym atutem jednostki badawczej jest przede wszystkim doĞwiadczona i wysoko kwalifikowana zaáoga, która dobierana jest przez Instytut Morski w GdaĔsku nie tylko pod kątem kwalifikacji ogólnych ale równieĪ pod kątem doĞwiadczenia badawczego i profilu wyksztaácenia. Sáowa kluczowe: transport, transport morski, badania strefy brzegowej, badania dna morskiego, bezpieczeĔstwo

1. WstĊp Instytut Morski w GdaĔsku powstaá w 1950 r. i od tamtej pory realizuje prace badawcze i rozwojowe związane z morzem, Ğrodowiskiem morskim i gospodarką morską. W swojej dziaáalnoĞci Instytut prowadzi badania w ramach wielu dziedzin nauki, dla których za wspólny mianownik moĪna uznaü związek z szeroko pojĊtą tematyką morską. Obecnie w Instytucie dziaáa 8 zakáadów naukowych zajmujących siĊ m.in. oceanografią operacyjną, ekonomiką i logistyką transportu morskiego, ekologią i ochroną Ğrodowiska morskiego, geotechniką i hydrotechniką morską.

K. Ossowski

Od wielu lat jednym z najsilniejszych zakáadów Instytutu Morskiego w GdaĔsku jest Zakáad Oceanografii Operacyjnej, którego gáównym i najbardziej widocznym narzĊdziem byá i jest statek badawczo-pomiarowy. Do niedawna zadanie to speániaá statek r/v Dr Lubecki, bĊdący przebudowanym i dostosowanym do potrzeb badawczych kutrem rybackim z 1968 r. Od poáowy lat 90-tych ub.w. coraz bardziej widoczna stawaáa siĊ jednak przepaĞü technologiczna tej jednostki i wykorzystywanych na jej pokáadzie najnowszych urządzeĔ pomiarowych i badawczych. JednoczeĞnie z roku na rok relatywnie obniĪaáy siĊ warunki pracy i bytowania ekipy badawczej. Dlatego teĪ Instytut Morski przystąpiá wówczas do projektowania nowego statku badawczego, który poza zastąpieniem wysáuĪonej jednostki r/v Dr Lubecki mógáby wypeániü lukĊ wĞród istniejących polskich statków badawczych nie przystosowanych do prowadzenia badaĔ w bezpoĞredniej bliskoĞci brzegu lub na páytkich wodach zalewowych. StĊpkĊ pod nową jednostkĊ poáoĪono w 1999 r. W 2001 r., po wybudowaniu kadáuba z pokáadami i sterówką inwestycja zostaáa wstrzymana na ponad 3 lata, oczywiĞcie jak zwykle w takich przypadkach ze wzglĊdów finansowych. Pod koniec 2004 r. Instytut Morski korzystając wyáącznie ze Ğrodków wáasnych i komercyjnych wznowiá budowĊ statku, rozszerzając jego klasĊ jako jednostki páywającej, a takĪe zmieniając czĊĞciowo pierwotny projekt w celu poprawienia zdolnoĞci manewrowych i eksploatacyjnych jednostki. NaleĪy zaznaczyü, Īe r/v IMOR jest jedynym polskim statkiem wykorzystywanym do badaĔ morskich w strefach páytkowodnych, od samego początku projektowanym jako tego typu jednostka. Ceremonia chrztu statku r/v IMOR odbyáa siĊ 7 paĨdziernika 2005 r. w Gdyni, w najbardziej reprezentacyjnej ogólnodostĊpnej czĊĞci portu. JuĪ w lutym 2006 r. statek r/v IMOR zostaá wprowadzony do eksploatacji. W sierpniu b.r. zakoĔczyáo siĊ wyposaĪanie jednostki w sprzĊt pomiarowo-badawczy, w tym komputerowy system gromadzenia i przetwarzania danych pomiarowych. DziĊki tym przedsiĊwziĊciom na statku r/v IMOR powstaáo páywające specjalistyczne laboratorium morskie.

Rys. 1. r/v IMOR (Marzec 2006) Fig. 1. r/v IMOR (March 2006)

438

New Polish Research Vessel IMOR

2. Konstrukcja statku Jednostka r/v IMOR jest stalowym katamaranem o wypornoĞci 330 t, dáugoĞci caákowitej 32,5 m, szerokoĞci 10,5 m i zanurzeniu maksymalnym wynoszącym jedynie 2,44 m. Przy tzw. Ğrednich zapasach (przede wszystkim wody i paliwa) zanurzenie jednostki spada do 2,21 m, a minimalne zanurzenie statku wynosi 2,0 m. Tak maáe zanurzenie pozwala tej jednostce na prowadzenie prac w bezpoĞredniej bliskoĞci brzegu, a takĪe pozwala na wejĞcie do páytkich przystani lub kanaáów. Jak kaĪdy statek oceanograficzny r/v IMOR jest tzw. „statkiem dobrej pogody”, co oznacza uzaleĪnienie wykonywania prac badawczych i pomiarowych od stanu morza. Jednak pomimo niewielkich wymiarów, a dziĊki swojej dwukadáubowej konstrukcji, r/v IMOR jest w stanie prowadziü prace pomiarowe w gorszych warunkach niĪ jednostki niejednokrotnie wiĊksze, ale jednokadáubowe. Niewielkie wymiary nie ograniczyáy równieĪ ogólnej dzielnoĞci morskiej statku r/v IMOR. Jednostka uzyskaáa doĞü restrykcyjną klasĊ PRS Research Vessel *KM I Aut oraz brak ograniczeĔ w tzw. rejonie páywania NAV I. ZasiĊg jednostki okreĞlono na 2500 Mm, a autonomiĊ páywania na minimum 21 dni. Statek speánia wymagania konwencji SOLAS, COLREG i MARPOL.

Rys. 2. r/v IMOR (Marzec 2006) Fig. 2. r/v IMOR (March 2006)

Proporcje dáugoĞci, szerokoĞci i oczekiwanego zanurzenia jednostki pozwoliáy na elastyczne zaprojektowanie czĊĞci nadwodnej. Szeroka i wzglĊdnie wysoka nadbudówka jest wybudowana na prawie caáej dáugoĞci jednostki. MieĞci siĊ w niej 12 bardzo dobrze wyposaĪonych kabin, kuchnia, przestronna mesa, pomieszczenie „laboratorium mokrego”, pomieszczenie poboru próbek. PowyĪej umieszczono m.in. sterówkĊ, pomieszczenia „laboratorium suchego”, pomieszczenie centrum systemów elektronicznych i informatycznych jednostki. W kadáubach znalazáy siĊ maszynownie, warsztaty i magazyny. Wolny pokáad przystosowano do przyjĊcia min. 2 kontenerów (20’), w których mogą byü zainstalowane dodatkowe, przenoĞne laboratoria (np. chemiczne lub biologiczne). 439

K. Ossowski

Rys. 3. Brama rufowa (DOR 3 t) Fig. 3. A frame (DOR 3t)

Rys. 4. DĨwig 12 t Fig. 4. Crane 12 t

Statek r/v IMOR wyposaĪono w uchylną bramĊ rufową o noĞnoĞci konstrukcyjnej 7 t (winda/wciągarka 3 t), a takĪe w dĨwig 12 t. Urządzenia te, poza moĪliwoĞcią wystawiania sprzĊtu pomiarowego za burtĊ, pozwalają równieĪ na samodzielną obsáugĊ jednostki przy nabrzeĪu.

Rys. 5. Mesa Fig. 5. Messroom

3. Siáownia i system napĊdowy statku Statek r/v IMOR zostaá wyposaĪony w nowoczesny spalinowo-elektryczny system napĊdowy. W maszynowni zainstalowano 3 generatory prądu zmiennego marki Volvo-Penta (332 kW, 321 kW, 144 kW) zasilające w energiĊ elektryczną wszystkie urządzenia na statku, w tym silniki elektryczne pĊdników. System automatycznego zarządzania mocą (dostĊpną energią) umoĪliwia funkcjonowanie statku nawet przy pracującym tylko jednym, najsáabszym agregacie. Analizując na bieĪąco iloĞü dostĊpnej energii wytwarzanej przez „elektrowniĊ pokáadową” oraz poziom 440

New Polish Research Vessel IMOR

zapotrzebowania na tĊ energiĊ system rozdziela moc stosując gradacjĊ waĪnoĞci poszczególnych urządzeĔ, zabezpieczając jednoczeĞnie generatory przed przeciąĪeniem.

Rys. 6. DwuĞrubowy azymutalny pĊdnik rufowy - ster aktywny Fig. 6. Dual azipod aft active rudder-propeller

Rys. 7. DwuĞrubowy azymutalny pĊdnik rufowy - ster aktywny Fig. 7. Dual azipod aft active rudder-propeller

Podstawowy napĊd statku stanowią dwa podwieszone dwuĞrubowe pĊdniki azymutalne SCHOTTEL STP 200 (2x300 kW). Ze wzglĊdu na moĪliwy obrót pĊdników wzglĊdem osi pionowej peánią one równoczeĞnie funkcje sterów aktywnych. Dodatkowo jednostka wyposaĪona jest w 2 dziobowe pĊdniki (stery) wodno-strumieniowe SCHOTTEL SPJ 22 (2x75 kW). KaĪdy z 4 pĊdników moĪe byü niezaleĪnie i manualnie sterowany przez oficera, zarówno pod wzglĊdem mocy (obrotów) jak i wychylenia. Zastosowany system napĊdowy umoĪliwia nie tylko páynną regulacjĊ prĊdkoĞci przemieszczania siĊ jednostki w zakresie 0-10 wĊzáów, ale zapewnia równieĪ wyjątkowe zdolnoĞci manewrowe. Jednostka jest w stanie zatrzymaü siĊ z peánej prĊdkoĞci na dystansie krótszym od swojej dáugoĞci, obróciü siĊ w miejscu, páynąü „bokiem” z prĊdkoĞcią do 3 wĊzáów czy teĪ ukoĞnie do swojej osi.

Rys. 8. Dziobowy pĊdnik wodno-strumieniowy Fig. 8. Waterjet bowthruster

Rys. 9. Dziobowy pĊdnik wodno-strumieniowy Fig. 9. Waterjet bowthruster

Pomimo moĪliwego sprzĊgania pĊdników w dowolne pary, sterowanie jednostką przy pomocy dwuwymiarowych manetek wprost z pulpitu sterowania wymaga od pilota (oficera pokáadowego) wysokich umiejĊtnoĞci. Uáatwienie manewrowania jednostką oraz peáne wykorzystanie jej zdolnoĞci jest moĪliwe przy wykorzystaniu opisanego dalej sytemu pozycjonowania dynamicznego. System napĊdowy statku jest na tyle elastyczny, Īe pozwala na páywanie jednostki 441

K. Ossowski

w dowolnych jego konfiguracjach: tylko na 2 pĊdnikach gáównych (do 10 wĊzáów), tylko na 2 pĊdnikach dziobowych (do 5 wĊzáów) lub na dowolnym z pĊdników, a takĪe na dowolnym z pĊdników czy teĪ dowolnym ich poáączeniu.

Rys. 10. Panel sterowniczy statku Fig. 10. Vessel steering control panel

Zastosowany system napĊdowy umoĪliwia bardzo ekonomiczną eksploatacjĊ, statku, pozwalając kierującemu nim oficerowi dostosowaü w kaĪdej chwili aktualną konfiguracjĊ elektrowni okrĊtowej do wybranej konfiguracji napĊdu i bieĪącego zapotrzebowania na energiĊ elektryczną. Ogranicza to w znacznym stopniu zuĪycie paliwa przez generatory. Pierwsze doĞwiadczenia wykazaáy, Īe moĪliwe jest utrzymanie jednostki w ruchu juĪ przy zuĪyciu paliwa wynoszącym jedynie 12 kg na godzinĊ. Przy prowadzeniu standardowych prac pomiarowych zuĪycie nie przekracza 25 kg na godzinĊ, a przy przejĞciu z prĊdkoĞcią ok. 8 wĊzáów nie przekracza 40 kg. Rozdzielenie elementów elektrowni okrĊtowej przez umieszczenie dwóch generatorów w prawej i jednego w lewej siáowni, a takĪe moĪliwoĞü uĪycia dowolnego z czterech pĊdników jako pĊdnika utrzymującego jednostkĊ w ruchu, szczególnie podnosi poziom bezpieczeĔstwa jednostki w sytuacjach awaryjnych, np. zalania jednej z siáowni. 4. System sterowania i pozycjonowania statku Jednym z najciekawszych urządzeĔ, w które wyposaĪono statek r/v IMOR jest system dynamicznego pozycjonowania (DP). System ten, jedyny tego typu zbudowany dla polskiego armatora, przede wszystkim uáatwia skomplikowane sterowanie jednostką. UwzglĊdniając siáy dziaáające na jednostkĊ (wiatr, falowanie, prąd morski) oraz bieĪące odczyty z nawigacji satelitarnej system pozwala na utrzymywanie jednostki na zadanej pozycji lub kursie z dokáadnoĞcią do +/- 1 m. „RĊczne” kierowanie statkiem moĪna ograniczyü do operowania 442

New Polish Research Vessel IMOR

joystickiem, którego odchylenia i skrĊty system DP przekáada bez udziaáu kierującego na chwilowe ustawienia pĊdników.

Rys. 11. Panel kontrolny systemu DP Fig. 11. DP control panel

System DP pozwala na zaprogramowanie dokáadnego kursu jednostki, niezaleĪnego od warunków zewnĊtrznych. MoĪe to oznaczaü np. przejĞcie z punktu do punktu po precyzyjnie okreĞlonej krzywej z uwzglĊdnieniem precyzyjnych zatrzymaĔ i zwrotów na zadanej pozycji, w tym poruszanie siĊ jednostki pod kątem do zadanego kursu. WyposaĪenie jednostki r/v IMOR w system DP pozwala równieĪ na sprzĊgniĊcie sterowania statkiem ze zdalnie sterowanym pojazdem podwodnym (ROV). Ta wyjątkowa i unikalna funkcja powoduje automatyczne nadąĪanie jednostki za pojazdem podwodnym bez udziaáu oficera pokáadowego. Pozycja prowadzonego zdalnie przez niezaleĪnego operatora pojazdu jest monitorowana i przekazywana do systemu DP, który przemieszcza statek zapewniając np. staáą odlegáoĞü poziomą pomiĊdzy statkiem a pojazdem ROV. 5. Podsumowanie Statek r/v IMOR jest unikalną jednostką nie tylko w ramach polskich statków badawczych. Wyjątkowe zdolnoĞci manewrowe, niewielkie zanurzenie, zintegrowanie systemów pozycjonowania, pomiarowych i akwizycyjnych wyróĪniają go wĞród innych operujących statków tego typu. Niewielka zaáoga (5 osób), tzw. bezwachtowy system nadzoru maszynowni i bardzo dobre warunki bytowania potencjalnej ekipy badawczej pozwalają na realizacje prac badawczych (batymetrycznych, geofizycznych, oceanograficznych, magnetometrycznych, etc) na wyjątkowo 443

K. Ossowski

wysokim poziomie. Pomieszczenia laboratoriów (suchych i mokrych) umoĪliwiają bardzo daleko zaawansowaną obróbkĊ danych, bez koniecznoĞci przekazywania „surowych” wyników do pracowni na lądzie, co skraca czas pomiĊdzy pomiarem/badaniem a koĔcowym opracowaniem wyników. Proporcjonalnie przestrzenny pokáad moĪe byü w kaĪdej chwili zabudowany dodatkowymi urządzeniami rozszerzającymi moĪliwoĞci jednostki. W sytuacjach kryzysowych, np. rozlewach olejowych, r/v IMOR moĪe równieĪ peániü funkcjĊ jednostki drugiego rzutu. NajwaĪniejszym jednak atutem tej jednostki jest przede wszystkim doĞwiadczona i wysoko kwalifikowana zaáoga, która dobierana jest przez Instytut Morski w GdaĔsku nie tylko pod kątem kwalifikacji ogólnych ale równieĪ pod kątem doĞwiadczenia badawczego i profilu wyksztaácenia. Przykáadem moĪe byü fakt, Īe kapitanem tej jednostki jest osoba posiadająca poza wyksztaáceniem morskim stopieĔ doktora oceanografii.

444